BASE DE DATOS I

“La mayoria de las aplicaciones son dependientes de los datos; la organización del almacenamiento y los modos de acceso dependen de los requerimientos de la aplicación y el conocimiento de la organización física de los datos y las técnicas de acceso forman parte de la lógica de la aplicación.”

Niveles de abstracción de los datos

Modelos de Datos

Niveles de abstracción de los datos

En los sistemas de bases de datos se plantean los siguientes objetivos:

Independencia de los datosIndependencia de los datos, es la capacidad de un sistema para permitir que las referencias a los datos almacenados, especialmente en los programas y en sus descriptores de los datos, estén aislados de los cambios y de los diferentes usos en el entorno de los datos.

Modelos de Datos

Niveles de abstracción de los datos

Modelos de Datos

Proporciona a los usuarios una visión abstracta de los datos. Es decir, el sistema esconde los detalles de almacenamiento físico (como se almacenan y se mantiene los datos), pero estos deben extraerse eficientemente.

Semántica de los datos

Es el significado asociado al lenguaje. Por ejemplo, el significado de las palabras y su interpretación dentro de un contexto dado.

Cardinalidad

Es el número de ocurrencias del objeto, entendiéndose por ocurrencia de una entidad o instancia de un objeto, al producto de asociar valores a los atributos de la entidad u objeto.

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Grado

Se denomina grado, a la cantidad de atributos que se consideran para una entidad u objeto.

Dependencia

Igual que para los tipos de entidad, los tipos de interrelación pueden ser regulares o fuertes y débiles, según se asocien dos entidades fuertes o una fuerte y una débil, repectivamente.

Modelos de Datos

Clase

Especifica una estructura de datos y los métodos operativos permisibles que se aplican a cada uno de sus objetos. Una clase es un objeto que permite instanciar objetos.

Agregación

Es una correspondencia que se establece entre dos clases.

Modelos de Datos

Modelos de datos dependientes de la tecnología

Los DBMS más conocidos, disponibles en el Mercado en función de su categoría, son:

•Enfoque Jerárquico: El IMS de IBM y el SYSTEM 2000 de Intel.

•Enfoque de Red: Los ejemplos más importantes los proporciona las especificaciones del grupo de trabajo de base de datos (DBTG) de CODASYL.

•Enfoque Relacional: System R y QBE de IBM, MAGNUM de Tymshare, ORACLE y otros.

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Objetivo del DiseñoGeneración de un conjunto de esquemas de relaciones

que permitan almacenar la información con un mínimo de redundancia pero al mismo tiempo faciliten su recuperación.

Modelos de datos dependientes de la tecnologíaModelos de Datos

Entre los distintos objetivos en el diseño de una base de datosse pueden considerar:

1. La base de datos resultante tiene que ser capaz de almacenar toda la información necesaria.

2. Eliminación de la información redundante siempre que sea posible.

3. Mantener el número de relaciones al mínimo entre los componentes de la base de datos con el fin de facilitar su programación o uso por parte del usuario.

4. Las relaciones obtenidas deben estar normalizadas con el fin de minimizar los problemas de actualización y borrado.

Modelos de datos dependientes de la tecnologíaModelos de Datos

Modelo Orientado a ObjetosModelo Orientado a Objetos

Se basa en encapsular código y datos en una única unidad llamada objeto. La Interfaz entre un objeto y el resto del sistema se define mediante un conjunto de mensajes.

Modelos de datos independientes de la tecnologíaModelos de Datos

Entidad - RelaciónEntidad - Relación

En 1976, Peter Chen publicó el modelo entidad – relación, el cual tuvo gran aceptación principalmente por su expresividad gráfica. Sobre esta primera versión han trabajado numerosos autores, generando distintas extensiones de mayor a menor utilidad y de aceptación variable en el medio académico y profesional.

Modelos de datos independientes de la tecnologíaModelos de Datos

El modelo entidad-relación se basa en una percepción de un mundo real que consiste en un conjunto de objetos básicos llamados entidades y de relaciones entre estos objetos.

Está pensado como una notación orientada al diseño del esquema conceptual, pues permite la descripción del esquema conceptual sin preocuparse por problemas de diseño físico o de eficiencia.

Modelo Entidad RelaciónModelos de Datos

Para modelar en MER se siguen generalmente el siguiente orden:

1. Identificar los tipos de entidades.2. Identificar los tipos de Interrelaciones.3. Encontrar las cardinalidades.4. Identificar los atributos de cada entidad.5. Identicar las claves de cada tipo de entidad.

Modelos de DatosModelo Entidad Relación

Dentro de este modelo se tiene:

Entidades:Objeto del mundo real que tiene existencia por si mismo, del cual se quiere almacenar información. Una persona, cosa, lugar, concepto o suceso de interés para el universo de discurso. Una entidad está representada por un conjunto de atributos.

Relaciones: es una asociación entre (varias) entidades. Ejemplo: curso es-inscrito por alumno.

Modelos de DatosModelo Entidad Relación

Simbología utilizada en el Diagrama Entidad / Relación

Rombos: representan conjuntos de relaciones.

Rectángulos: representan conjuntos de Entidades.

Lineas: Conectan los atributos a los conjuntos de entidades, y los conjuntos de relaciones

Modelos de DatosModelo Entidad Relación

Tipos de relaciones Diagrama Entidad / Relación

1 a 1

1 a Muchos

Muchos a Muchos

Modelos de DatosModelo Entidad Relación

Ejercicios Propuestos:Ejercicios Propuestos:

1. Construir un esquema MER para un profesor. El profesor mantiene datos sobre cada asignatura que imparte, incluyendo lista de alumnos, la hora y el lugar de las clases. El desea resgistrar todas las notas que son obtenidas en una asignatura.

2. Construir un esquema MER para una compañía de seguros de autos con un conjunto de clientes, cada uno de los cuales es propietario de un número de autos. Cada auto tiene asociado el número de accidentes asociados.

Modelos de DatosModelo Entidad Relación

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Definición :Definición :

Se entiende por normalización la descomposición o subdivisión de una relación en dos o más relaciones para evitar la redundancia.

Dependencia Funcional(DF)Dependencia Funcional(DF)

La normalización se basa en la dependencia funcional.

Esta se define como: dados dos atributos A y B de una relación R se dice que B es funcionalmente dependiente del atributo A si para cada valor de A existe un valor de B, y sólo uno, asociado con él.

La dependencia funcional establece condiciones entre atributos pertenecientes a la misma relación. No permite establecer condiciones entre atributos pertencientes a la misma relación.

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Dependencia Funcional(DF)Dependencia Funcional(DF)

La dependencia funcional está intimamante ligada con el concepto de clave.

Se pueden distinguir los siguientes tipos de claves: Clave candidata: Conjunto de uno o más atributos que podrían ser utilizados como clave principal de una relación. Superclave: Conjunto de uno o más atributos que, juntos, permiten identificar de forma única a una entidad dentro de una relación. Clave principal: Es una clave candidata en la que ningún componente puede tomar el valor nuto.

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Primera Forma NormalPrimera Forma Normal

Una relación está en primera forma normal si todo atributo contiene un valor indivisible, atómico (unico).

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Ejercicio:Ejercicio:

IdEmpleadoNombreEmpleadoDomicilioEmpleadoCiudadEmpleadoIdJefeNombreJefeIdTrabajo1Nombre Trabajo1FechaTrabajo1IdTrabajo2NombreTrabajo2FechaTrabajo2

Empleado

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Ejercicio:Ejercicio:

IdEmpleadoNombreEmpleadoDomicilioEmpleadoCiudadEmpleadoIdJefeNombreJefe

Empleado

IdEmpleadoIdTrabajoNombre TrabajoFechaTrabajo

Empleado - Trabajo

Segunda Forma NormalSegunda Forma Normal

Una relación está en segunda forma normal sí, y sólo sí:

Normalización de los ModelosModelos de Datos

1. Está en 1FN.2. Todo atributo que no pertenezca a la clave

debe depender de la clave en su totalidad y no sólo de una parte; debe tener una dependencia funcional total.

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Ejercicio:Ejercicio:

IdEmpleadoIdTrabajoNombre TrabajoFechaTrabajo

Empleado - Trabajo

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Ejercicio:Ejercicio:

IdTrabajoNombre Trabajo

Trabajo

IdEmpleadoIdTrabajoFechaTrabajo

Empleado - Trabajo

Tercera Forma NormalTercera Forma Normal

Una relación está en tercera forma normal sí, y sólo sí:

1. Está en 2FN.2. Todo atributo que no pertenezca a la clave no

depender de un atributo no clave.

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Ejercicio:Ejercicio:

IdEmpleadoNombreEmpleadoDomicilioEmpleadoCiudadEmpleadoIdJefeNombreJefe

Empleado

IdJefeNombreJefe

Jefe

Ejercicio:Ejercicio:

IdEmpleadoNombreEmpleadoDomicilioEmpleadoCiudadEmpleado

Empleado

IdJefeNombreJefe

Jefe

Normalización de los ModelosModelos de Datos

Ejercicio:

Una base de datos debe contener información acerca de representantes de ventas, áreas de ventas y productos. Cada representante se encarga de las ventas en una o más áreas; cada área tiene uno o más representantes responsables. De manera similar, cada representante se encarga de las ventas de uno o más productos, y cada producto tiene uno o más representantes responsables. En todas las áreas se venden todos los productos; pero dos representantes nunca venden el mismo producto en la misma área. Todo representante vende el mismo conjunto de productos en cada área de la cual es responsable. Diseñar un MER, que cumpla las tres formas normales vistas.

Normalización de los ModelosModelos de Datos